1 Enrico Fermi (1901 - 1954) Nicolas Vilchez, CESR, Toulouse Etude de la variabilité du ciel gamma avec le telescope spatial Fermi

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Enrico Fermi(1901 - 1954)

Nicolas Vilchez, CESR, Toulouse

Etude de la variabilité du ciel gamma avec le

telescope spatial Fermi

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La variabilité: motivations

SF2A/PCHE, Besançon 2009N.Vilchez, CESR

Pourquoi étudier la variabilité en gamma ? (1/2)

• Constat simple: le ciel gamma est variable ! (APJ,Nolan 2003)• Ci-dessous vue depuis le pole Nord galactique

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La variabilité: motivations


Pourquoi étudier la variabilité en gamma ? (2/2)

• Informations sur la région d’émission:• taille • localisation

• Comprendre les phénomènes physiques• Contraindre la nature des sources variables grâce aux études:

• échelles temporelles• types de variabilité

• Classification des sources: • Blazars• Micro-Quasars• ??

• Recherche de corrélation radio pour identifier les sources.

4SF2A/PCHE, Besançon 2009SF2A/PCHE, Besançon 2009

EGRET, rappel historique


La mission EGRET:

• Lançée en 1991, la mission a durée 9 ans.• Résolution angulaire: environ 1° • 271 sources détectées, moins de la moitié identifiées.• Fonctionnement en mode pointé:

• Impossibilité d’étudier la variabilité de manière systématique.

• Variabilité : 18 sources variables (APJ,Nolan 2003)

9 ans de données EGRET 1 an de données FERMI

5SF2A/PCHE, Besançon 2009SF2A/PCHE, Besançon 2009

FERMI: présentation


Gamma-Ray Burst Monitor (GBM), 8 keV - 40 MeV

Large Area Telescope (LAT), 20 MeV - >300 GeV

1 orbite (1.5 h) 2 orbites (3 h)

Fermi scanne en 2 orbites l’intégralité du ciel: =>Etude systématique de la Variabilité possible !

http://fermi.gsfc.nasa.gov/ssc/data/access/lat/msl_lc/

Interaction avec 1 :• paire e+/e- dans le traker• Direction du incident• Energie déposée dans le calorimètre.

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Le ciel de 3 mois:


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Catalogue BSL:


Catalogue BSL (Bright Source List):• Basé sur 3 mois de données (444 sources ponctuelles)• Les sources les plus brillantes du ciel ( > 10): 205 sources• publication : http://heasarc.gsfc.nasa.gov/W3Browse/fermi/fermilbsl.html

http://heasarc.gsfc.nasa.gov/W3Browse/fermi/fermilbsl.html

http://heasarc.gsfc.nasa.gov/W3Browse/fermi/fermilbsl.html

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Associations BSL


Attention: les associations se sont pas des identifications

Classe NombreRadio/X-ray pulsars 15LAT pulsars 14Globular clusters 1HMXB 2Nearby galaxies 1Flat Spectrum Radio Quasars 62BL Lac Objects 46Blazars of uncertain type 11Radio galaxies 2Special cases (under study) 13Unassociated 38 (18%)

119 (58%) blazars

29 (15%) pulsars

~50% basses latitudes (|b|<10°), ~50% hautes latitudes (|b|>10°)Pas d’associations avec LMXBs, starburst galaxies, amas de galaxies, Seyfert galaxies

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Variabilité BSL


Variabilité (1/2):• Indice de variabilité V, défini comme un simple 2:

• Source variable si V>24.7 (99% de confiance) • 66 sources variables, principalement à hautes latitudes

10SF2A/PCHE, Besançon 2009N.Vilchez, CESR

Variabilité BSL

Variabilité BSL (2/2):• 3 mois de données • Echelle temporelle de 1 semaine.• Vela & Geminga stables avec une précision relative de 2%, erreur systématique estimée à 3% du flux moyen.

Courbe de lumière deGeminga


Variabilité BSLNouvelle étude de la variabilité:• Base de données: 9 mois & échelle de temps: 1 mois• V doit être supérieur à 20.09 pour 99 % de confiance

V= 24.7

V= 20.09

27 nouvelles sources variables,principalement à|b| > 10°


Variabilité BSL

Definition d’un autre critère de variabilité: Test de Kolmogorov-Smirnov:

pulsar

blazar


Variabilité BSL

Caractérisation du KS sur les mêmes données que le BSL:

KSlimit= 2.5

Vlimit= 24.7


Variabilité BSL Résultats de la nouvelles étude:

• 2 > 20.09:

• KS > 2.5• 4 sources variables avec le KS et non avec le 2


Variabilité BSL

Discussion sur ces 4 sources: Variable ?


Variabilité BSL

•Intérêt du KS par rapport au 2:

• 2 semble être suffisant

• KS apporte un plus pour qq sources,complémentarité des tests:

• 2 < 20.09 et KS > 2.5

• les sources à faible flux typiquement( 5.10-8 photons.cm-2.s-1)

• les sources « flarant » faiblement

Résultats de la nouvelles étude:

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PERSPECTIVES


• Etendre l’étude sur de plus grand catalogues (9 mois ou 1 an)

• Chercher de nouveau indicateurs de variabilité

• Etudier les différents types de variabilité:• échelle de temps des « flares »• amplitude des « flares »

• Corrélation avec des données radio => Identification

Documents

1 Enrico Fermi (1901 - 1954) Nicolas Vilchez, CESR, Toulouse Etude de la variabilité du ciel gamma avec le telescope spatial Fermi